北京某基坑支护结构水平位移监测与方案优化

发布时间：2017-06-07 07:43

  本文关键词：北京某基坑支护结构水平位移监测与方案优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地铁工程是典型的线性工程,所以地铁车站基坑具有狭长的特点,长宽比往往接近10,甚至更大。所以地铁基坑与其它建筑基坑相比,在的几何形制、基坑的支护形式以及基坑开挖过程中的变形规律等方面都具有其自身的特点。本文以北京地铁8号线大红门站基坑工程为背景,总结了地铁站基坑未来的建设需求和其特有的形制;通过现场监测墙体水平位移,选取合理的监测数据,分析监测数据,归纳支护地下连续墙的变形、受力特征。在监测数据分析的基础上,又依据现有支护方案提出优化方案;并最后建立两个方案的数值模型和相应的工程量衡量体系,以验证优化方案在安全性方面和工程造价方案具有的优势。具体结论如下:1)地下连续墙墙体水平位移的变化在整个开挖过程中可分为三个阶段:阶段一,在基坑开挖的初期,墙体偏移表现为整体倾倒的现象;偏移的方向具有先向基坑外侧偏移,再向基坑内侧偏移的变化规律。阶段二,当开挖深度达到三分之一之后,受力偏移变形为漏斗形状;偏移方向为基坑内侧。阶段三,当开挖深度达到开挖深度的一半时,受力偏移变形为抛物线形状;偏移方向为基坑内侧。2)根据监测数据,基坑开挖完成后,墙体水平位移曲线呈现抛物线状,并且墙体水平位移位移曲线都是光滑的;墙体的偏移具有先向基坑内侧偏移,再向基坑外偏移,最后再向基坑内偏移的变形规律。所以可以推断墙体、土体和支护体体系三者在开挖过程中是相互协调的。3)原有支护方案基坑开挖过程的横断面水平位移云图开始成漏斗状,开挖到10米以后位移云图变成了贝壳状,能够和墙体水平位移监测曲线发展的三个阶段的曲线吻合。优化支护方案基坑开挖过程的位移云图开始成漏斗状,开挖到10米以后位移云图变成了蝴蝶状,数值计算结果能够和墙体水平位移监测曲线的前两个阶段的变形规律吻合。对比二者,优化方案在开挖过程中,具有对周围的土体影响小,产生的最大水平位移小的特点,基坑变形的中心在地表;相较与现有方案在开挖过程中,具有对周围的土体影响大,产生的水平位移大的特点,基坑变形的中心不断向基坑深部发展,所以验证了优化方案更加安全,且受力特征更加合理。4)建立以体积来衡量结构材料,以开挖需要的功来衡量工期的工程量衡量方,对比两个方案。优化方案在结构使用材料上可节省19%,施工使用耗材(施工工期)可节省17%。
【关键词】：地铁基坑 基坑监测 支护优化 数值模拟
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU753
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 地铁基坑发展概况12-13
• 1.2 地铁车站基坑基坑研究现状13-14
• 1.3 本文技术路线和研究内容14-17
• 2 工程概况和特点概述17-21
• 2.1 工程概况18-19
• 2.1.1 位置概况18
• 2.1.2 结构概况18
• 2.1.3 支护概况18-19
• 2.2 地质概况19-20
• 2.2.1 工程地质概况19
• 2.2.2 水文地质概况19-20
• 2.3 本工程周边环境概况20-21
• 3 连续墙墙体水平位移变形规律分析21-40
• 3.1 连续墙墙体水平位移监测22-27
• 3.1.1 监测仪器及参数22-23
• 3.1.2 监测方法与原理23-26
• 3.1.3 墙体水平位移监测孔布置26-27
• 3.2 连续墙墙体水平位移监测数据分析27-38
• 3.2.1 整个开挖过程的变化规律27-30
• 3.2.2 施工节点的变化规律30-32
• 3.2.3 监测数据曲线拟合32-36
• 3.2.4 拟合曲线反演分析36-38
• 3.3 本章小结38-40
• 4 支护方案优化40-46
• 4.1 现有支护方案介绍40-42
• 4.1.1 支撑体系介绍40-41
• 4.1.2 施工工艺介绍41-42
• 4.2 支护方案优化42-46
• 4.2.1 土压力类型及特点介绍42-44
• 4.2.2 现有支护方案优化44-46
• 5 优化方案与原方案对比46-58
• 5.1 基坑变形对比46-54
• 5.1.1 FLAC3D软件简介46-47
• 5.1.2 FLAC3D模型建立47-50
• 5.1.3 支护结构变形对比50-54
• 5.2 基坑支护结构工程量对比54-57
• 5.2.1 工程量衡量方法54-55
• 5.2.2 工程量对比55-57
• 5.3 本章小结57-58
• 6 总结与展望58-61
• 6.1 结论58-59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 附录66-88
• 附录1 工程地质描述67-69
• 附录2 监测孔水平位移监测数据表69-81
• 附录3 数值计算位移云图81-88

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